Rekord energii z wiatru i słońca. OZE dały nam ponad połowę prądu

• 7-8.10.2023 r. ponad połowa energii w Polsce pochodziła z OZE
• UE chce by do 2030 r. OZE dostarczały nawet 45 proc. energii
• Polska jest drugim w UE z liderów wzrostu produkcji energii ze słońca (lepsi są tylko Niemcy)
• Produkcja energii ze słońca na świecie wzrośnie w br. o 36 proc.
• KPO dałoby Polsce 25 mld euro na transformację energetyczną

Wg danych Polskich Sieci Elektroenergetycznych (PSE) w sobotę 7.10 od północy aż do godziny 7 rano polskie farmy wiatrowe pracowały z mocą przekraczającą nawet 8,2 gigawatów - dotąd rekord wynosił 8 gigawatów (GW). W ciągu dnia i w niedzielę ilość produkowanej energii pozostawała na wysokim poziomie, w efekcie - w połączeniu ze sprzyjającymi warunkami dla fotowoltaiki - odnawialne źródła energii (OZE) pokrywały ponad połowę zapotrzebowania kraju na energię. 7.10 ok. godz. 11 łączna moc z OZE przekroczyła 10 GW, a 8 października o godz. 12 ponad 13 GW.

- Polska ma duży potencjał do rozwoju oraz korzystania z odnawialnych źródeł energii. Niestety, coraz częściej zdarza się, że energii z OZE nie mamy jak zagospodarować. Instalacje produkują zbyt dużo prądu w stosunku do możliwości jej odbioru, co prowadzi do przeciążenia sieci elektroenergetycznej - musimy więc pilnie zwiększyć jej elastyczność - wskazuje Kamil Kwiatkowski, dyrektor ds. projektów badawczych, Euros Energy.

Wielkość produkcji energii odnawialnej dla farm fotowoltaicznych i turbin wiatrowych zmienia się zależnie od pory dnia, pogody oraz regionu. Rozwiązaniem są magazyny energii, które przechowają energię powstałą w czasie szczytowej produkcji (np. w słoneczny, wietrzny dzień) i uwolnią ją, gdy produkcja zmaleje (np. nocą lub w bezwietrzne dni) lub w przypadku przerwy w dostawie prądu. Umożliwiają też zbilansowanie popytu i podaży energii - podobnie jest z magazynami ciepła i chłodu, które można ładować z wykorzystaniem energii elektrycznej w czasie dużej nadprodukcji OZE. Wszystko to razem zwiększa elastyczność i stabilność sieci elektroenergetycznej.

Aktualizacja dyrektywy w sprawie energii ze źródeł odnawialnych (uzgodniona już między posłami do Parlamentu Europejskiego a Radą), zwiększa udział odnawialnych źródeł w końcowym zużyciu energii w Unii do 2030 roku do 42,5 proc., ale państwa członkowskie powinny dążyć do osiągnięcia poziomu nawet 45 proc.

Dlatego także fotowoltaika to nie moda, a konieczność. Wiele wskazuje, że kiedyś energetyka będzie jak internet - całkowicie rozproszona. Energia produkowana będzie na wszelkiego rodzaju budynkach, a same elektrownie - zwłaszcza te oparte na węglu - będą zamykane. Największym wyzwaniem stanie się wtedy zagospodarowanie nadmiaru zielonej energii, przesył i właściwe zarządzanie jej obiegiem.

Zgodnie z nową dyrektywą unijną od roku 2029 każdy nowo budowany dom jednorodzinny będzie musiał posiadać instalację fotowoltaiczną, ale już od 2026 r. mają się one obowiązkowo pojawić na wszystkich nowych obiektach publicznych i komercyjnych o powierzchni użytkowej ponad 250 m². Rok później taki obowiązek dotyczyć będzie wszystkich istniejących obiektów komercyjnych i publicznych. To rewolucja dla branży fotowoltaicznej i złote czasy dla firm w niej działających.

- Czeka nas gwałtowny rozwój instalacji na dachach zakładów produkcyjnych, halach magazynowych i budynkach użyteczności publicznej. Taka inwestycja będzie nie tylko obowiązkowa, ale także bardzo opłacalna, bo zwrot kosztów osiąga się w okresie od 8 miesięcy do 5 lat, w zależności od charakteru inwestycji - mówi Marcin Biechowski, założyciel firmy Biomar.

Niezwykły jest postęp technologiczny w tej dziedzinie. Co prawda ogniwa fotowoltaiczne oparte na krzemie są już prawdopodobnie blisko granicy wydajności (20-25 proc.), ale obiecująco wyglądają prace związane z użyciem perowskitów i innych materiałów cienkowarstwowych.

- W perspektywie kilkunastu lat dojdziemy pewnie do sytuacji, kiedy budynki (nie tylko dachy) będą pokrywane farbą zawierającą ogniwa fotowoltaiczne i wszyscy będziemy właścicielami minielektrowni w swoim domu czy mieszkaniu. Dodatkowo rozwijać się będzie mikrofotowoltaika i nietrudno sobie wyobrazić, że będziemy ładować swoje komórki podpinając je do noszonej przez nas marynarki, czy koszuli - zapowiada Marcin Biechowski.

Pytanie czy za tym dynamicznym rozwojem fotowoltaiki nadąży system przesyłu i magazynowania energii - dziś zakłady energetyczne niekiedy odmawiają nowych przyłączeń elektrowni o mocy ponad 50 kW.

- Tempo rozwoju fotowoltaiki wszystkich zaskoczyło, choć analizując prawidłowości z innych rynków, należało się spodziewać szybkiego wzrostu. Część infrastruktury pamięta jeszcze lata 70. czy 80. ubiegłego wieku i trzeba ją szybko modernizować. Potrzebne są ogromne inwestycje, także w magazyny energii. Trzeba sięgnąć wreszcie po środki unijne i stworzyć rozwiązania, dzięki którym nadmiar energii można byłoby wykorzystać np. do produkcji wodoru. Przyszłość to inteligentne sieci zarządzania energią - głęboko wierzę, że wśród specjalistów w zakładach energetycznych i PSE jest ta świadomość, tylko oni bez wsparcia administracyjnego i rządowego, niewiele mogą - mówi Interii Biznes Dawid Moździerz, ekspert rynkowy i Manager Departamentu PV w OEM Energy Sp. z o.o.

- W branży jest wielu ekspertów, wiemy, jak to powinno działać. Głównym celem musi być stabilizacja pracy całego miksu energetycznego, łączącego różne źródła energii odnawialnej z dotychczasowym systemem opartym na surowcach. To wymaga gigantycznych nakładów, przebudowy zwłaszcza linii niskiego i średniego napięcia oraz instalowania inteligentnych magazynów energii, które pozwalałyby na płynne gospodarowanie jej zasobami - uważa Przemysław Kozłowski, dyrektor ds. Inwestycji, Bruk-Bet Energia Sp. z o.o.

Dzięki odblokowaniu środków z Krajowego Planu Odbudowy polska energetyka mogłaby w różnych formach wsparcia (pożyczki i granty) otrzymać nawet 25 mld euro. Zdaniem ekspertów to wystarczy by w kilka lat dokonać dogłębnej transformacji energetycznej.

- Bez tych pieniędzy modernizacja będzie dużo wolniejsza, a jej koszty poniosą odbiorcy energii, która stanie się dużo droższa. Rozwój nie tylko fotowoltaiki, ale całego OZE znacznie zwolni - już teraz większość wniosków o przyłączenie dużych producentów energii jest odrzucanych ze względu na niewydolność sieci. Ważne jest też uproszczenie procedur i dostęp prywatnych inwestorów do informacji o możliwej "obciążalności" sieci w danej lokalizacji. To co mamy teraz to pudrowanie rzeczywistości - dodaje Przemysław Kozłowski.

Energetyka ma jedno zasadnicze ograniczenie technologiczne: kabel. Nikt jeszcze nie wymyślił metody przekazywania energii elektrycznej na odległość - bezprzewodowo. Przesyłanie energii na duże odległości oznacza straty - nawet 20 proc. przy przesyle napowietrznym na odległość 1000 km. Szacuje się, że z polskiej sieci bezpowrotnie znika w ten sposób 12 proc. energii elektrycznej. Dlatego projekty typu gigafarma słoneczna na Saharze, która byłaby w stanie ogrzać i napędzić pół Europy, byłyby trudne w realizacji i mało opłacalne. Prąd najlepiej produkować jak najbliżej jego miejsca zużycia - to najlepszy argument dla rozwoju rozproszonych źródeł energii i jej magazynów, zwłaszcza że już wkrótce jej drobnym producentom dużo bardziej będzie się opłacało magazynować energię i sprzedawać w godzinach szczytu niż oddawać ją do sieci na bieżąco. Od 1 lipca 2024 r. zmieni się bowiem w Polsce system rozliczeń - prosumenci będą rozliczani nie po średniej miesięcznej cenie energii z rynku hurtowego, ale po średnich cenach godzinowych. O cenach energii będzie decydowało bieżące zapotrzebowanie na energię i jej dostępność, a więc popyt i podaż w czasie rzeczywistym. Może to oznaczać, że w godzinach o najwyższej produkcji energii z fotowoltaiki jej cena może być bardzo niska, a chwilami wręcz ujemna czyli prosument może chwilowo nawet dopłacać do produkowanej w nadmiarze energii.

Niestety, magazyny energii wciąż są drogie, co znacząco wydłuża termin zwrotu z inwestycji - najtańsze z nich (chińskiej produkcji) do domowej instalacji to wydatek rzędu 20-30 tys. zł. - zwrot z inwestycji w instalację fotowoltaiczną połączoną z magazynem energii nastąpi więc najwcześniej po sześciu latach, uwzględniając dofinansowanie z programu "Mój prąd 5.0" i ulgę termomodernizacyjną (kalkulacja przy założeniu mikroinstalacji o mocy 5,1 kW z magazynem energii 9,5 kW). Można jednak przypuszczać, że zwiększone zapotrzebowanie na niewielkie magazyny energii z czasem spowoduje spadek ich ceny.

Dziś jednak bardziej opłacalne są duże magazyny energii instalowane na potrzeby dużych instalacji przemysłowych, gdzie zwrot z inwestycji powinien nastąpić przed upływem 4-5 lat. Po napędzających koniunkturę programach "Mój Prąd" rynek drobnych prosumentów się nieco wysycił. Spada też opłacalność instalacji przydomowych. W systemie net-billingu rozliczanych jest już ponad 200 tys. właścicieli instalacji fotowoltaicznych zainstalowanych w gospodarstwach domowych. Od kilku miesięcy dostają oni coraz mniej za nadwyżki energii odprowadzane do sieci - we wrześniu 2023 było to 413,37 zł za jedną MWh dostarczoną do sieci, gdy rok wcześniej było to 1017,27 zł/MWh, a więc 2,5-krotnie więcej.

Mimo wszystkich tych ograniczeń wg Instytutu Energetyki Odnawialnej (IEO) w 2022 r. Polska była na drugim miejscu w Europie pod względem przyrostu mocy zainstalowanej w fotowoltaice (wyprzedziły nas tylko Niemcy). Na koniec 2022 r. moc zainstalowana fotowoltaiki przekroczyła 12,4 GW - czyli o 61 proc. więcej niż w 2021 r. Daje nam to 6. miejsce ogółem (produkujemy ponad 5 proc. całej solarnej energii elektrycznej w UE), ale przy obecnej dynamice, wg prognoz IEO na koniec 2025 r. Polska, osiągając moc 26,8 GW, trafi do pierwszej trójki krajów UE pod względem łącznej mocy zainstalowanej - stanie się też czwartym wytwórcą energii elektrycznej ze słońca w Europie. Z kolei wg "Planu Rozwoju Systemu Przesyłowego do 2032 r." opublikowanego przez PSE, udział OZE w ogólnej produkcji energii elektrycznej w Polsce już w 2030 r. wyniesie 50 proc.

Również w skali globu fotowoltaika rozwija się bardzo dobrze, a UE jest dopiero czwartym rynkiem po Chinach, Indiach i USA. Ludzkość zdała sobie sprawę, że surowce nieodnawialne muszą być kiedyś zastąpione. W dodatku spadają ceny komponentów, a zwłaszcza polikrzemu, który od grudnia 2022 r. potaniał o połowę. Szacuje się, że w tym roku przyrost mocy zainstalowanej w fotowoltaice na świecie wyniesie 36 proc. A jednocześnie trwa technologiczny wyścig.

- Wysiłki wynalazców skupiają się na pozyskaniu nowego, bardziej wydajnego materiału oraz na lepszym zarządzaniu energią poprzez jej magazynowanie. Najlepsze wyniki daje połączenie ogniw krzemowych z perowskitami - można w ten sposób uzyskać wydajność przetwarzania energii słonecznej w prąd na poziomie 30 proc. I choć problemem pozostaje ograniczona odporność perowskitów na warunki pogodowe, to jest prawdopodobne, że te podwójne panele wejdą do seryjnej produkcji już w 2025 r. - mówi Marcin Biechowski z OZE Biomar.

Wojciech Szeląg